采用煤基納米碳?xì)淙剂现瞥傻奶胤N煤基油品在工作人員駕駛的小車柴油發(fā)動機(jī)上壓燃點(diǎn)火后,小車平穩(wěn)運(yùn)行。本報記者馬駿馳攝
一塊煤,能有怎樣的“72變”?
4月18日,記者走進(jìn)國家能源集團(tuán)準(zhǔn)能集團(tuán)一探究竟。
烏黑油亮的煤基納米碳?xì)渫ㄟ^多級撞擊式氣力霧化噴槍,噴射到燃燒爐中,爐內(nèi)頓時熯天熾地,一片橙紅;
在乳化劑的催化下,它又“搖身一變”為質(zhì)地絲滑的特種油品,加入柴油發(fā)動機(jī)壓燃點(diǎn)火,車輛發(fā)動,運(yùn)行平穩(wěn);
將它與硝氨進(jìn)行一定比例配比,灌入鉆孔,電子雷管上電,起爆!頃刻間,一陣轟隆,穿云裂石。
不久前,一場“高端局”上,煤基納米碳?xì)淙剂咸娲裼椭苽涿夯{米碳?xì)湎蹁@炸藥技術(shù),被中國煤炭工業(yè)協(xié)會組織的科技成果鑒定委員會鑒定為達(dá)到國際領(lǐng)先水平。在此之前,煤基納米碳?xì)淙剂瞎I(yè)化制備技術(shù)、煤基納米碳?xì)淙剂匣鹆Πl(fā)電技術(shù),已被中國煤炭工業(yè)協(xié)會鑒定為國內(nèi)外首創(chuàng),達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。
“姓煤”,又不簡單是煤!
煤基納米碳?xì)淙剂鲜怯擅?、水及少量添加劑?jīng)先進(jìn)的納米化加工工藝制備的一種清潔高效的煤基特種燃料。處理過程中,水裂解出氫,由于顆粒粒度細(xì),比表面積大,加上煤粉顆粒本身具有微孔和活性能夠吸附氫,從而實(shí)現(xiàn)儲氫賦能。這意味著,這個過程已經(jīng)不是物理上的簡單相加。
一塊煤,在高科技的“催化”下,成為最小粒徑50納米的煤基納米碳?xì)淙剂?,注定是一次蝶變?/p>
在國家能源集團(tuán)準(zhǔn)能集團(tuán)煤基納米碳?xì)淙剂涎邪l(fā)中心燃燒應(yīng)用試驗(yàn)平臺上,一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行。鍋爐旁,幾支細(xì)高的圓柱形透明玻璃瓶一字排開,制備車間副主任原鐸用手電照射,觀察著瓶內(nèi)黑色漿體的情況。肉眼可見,40%粉碎到微米狀態(tài)的煤粉與60%的水混合的水煤漿已經(jīng)沉淀分層;而40%濃度的煤基納米碳?xì)淙剂鲜冀K保持著均一穩(wěn)定的狀態(tài),已經(jīng)靜置超過6個月,燃料依然沒有沉降分層,倒置搖晃瓶身,流動性很好。
這說明什么?原鐸給出答案——它的穩(wěn)定性大大提升。作為燃料,這一點(diǎn)至關(guān)重要。
中國工程物理研究院曾對煤基納米碳?xì)淙剂线M(jìn)行了熱值測試和氣象組分分析,結(jié)果表明:煤基納米碳?xì)淙剂现泻袣錃猓瑹嶂递^常規(guī)水煤漿提高10%-30%,具有優(yōu)良的燃燒性能。
升溫速率更快、釋放能量更多,污染物排放低的優(yōu)點(diǎn)讓研發(fā)團(tuán)隊(duì)看到了它的應(yīng)用新可能。經(jīng)過工業(yè)化試驗(yàn)驗(yàn)證,將煤基納米碳?xì)淙剂蠎?yīng)用于火力發(fā)電領(lǐng)域,能使發(fā)電煤耗降低50g/kwh,這對傳統(tǒng)火力發(fā)電機(jī)節(jié)能減排及國家“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著深遠(yuǎn)的意義。
2022年12月8日,由煤基納米碳?xì)渲瞥傻奶胤N煤基油品在柴油發(fā)動機(jī)上首次實(shí)現(xiàn)壓燃點(diǎn)火、平穩(wěn)運(yùn)行,驗(yàn)證了煤基納米碳?xì)淙剂洗娌裼妥鳛槿剂系目尚行浴?/p>
產(chǎn)業(yè)鏈不斷在延伸。
銨油炸藥是工業(yè)炸藥使用量最大、應(yīng)用最廣泛的炸藥品種之一。用煤基納米碳?xì)涮娲@油炸藥中6%的柴油,制備出的煤基納米碳?xì)湎蹁@炸藥經(jīng)數(shù)百次爆炸試驗(yàn)后正式于2023年1月11日在黑岱溝露天煤礦1090平盤開展工業(yè)化應(yīng)用試驗(yàn)。煙塵散盡后,將炸藥爆破碎裂的巖石運(yùn)走,一片新的黑色煤層將會顯露。
“現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)1比3替代柴油,今后有望實(shí)現(xiàn)柴油的完全替代。”按照研發(fā)計劃設(shè)想,將煤基納米碳?xì)溆推窇?yīng)用在重卡上,這個“耗油大戶”能省下不少“口糧”。
經(jīng)濟(jì)賬還遠(yuǎn)不止眼前這些。
煤基納米碳?xì)淙剂匣鹆Πl(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益巨大??山档桶l(fā)電煤耗50g/kwh,降低二氧化碳排放128g/kwh,可使300兆瓦以下燃煤發(fā)電機(jī)組的供電煤耗降至300g/kwh以下,滿足國家“十四五”末全國火電平均供電煤耗要求。
煤基納米碳?xì)湎醢闭ㄋ幑I(yè)化應(yīng)用取得的重大突破,緩解了工業(yè)炸藥對石油產(chǎn)品的依賴。原料成本較傳統(tǒng)銨油炸藥降低12.7%,爆速高于每秒2920米,猛度提升10%,做功能力提升24%……據(jù)研發(fā)中心專業(yè)人員介紹,按照2021年我區(qū)工業(yè)銨油炸藥年用量45萬噸計,可節(jié)約柴油2.7萬噸,節(jié)約炸藥成本1.89億元。
科技催化下煤的“幻化”,擴(kuò)寬了煤炭清潔化利用的產(chǎn)業(yè)路徑,內(nèi)蒙古,從“挖煤賣煤”“發(fā)電賣電”到“以煤為基”的能源革命,產(chǎn)業(yè)鏈越拓越寬,“烏金之變”開枝散葉。
(內(nèi)蒙古日報社融媒體記者 龐俊峰 王坤 郝雪蓮 伊德力 馬駿馳 柴思源)
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